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食用香精生产废气治理工程实例分析

日期:2017-10-18    来源:《环境科技》  作者:王竹槽 胡志军等

国际节能环保网

2017
10/18
14:33
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关键词: 废气治理 废气污染 低温等离子

   摘要:结合江苏某香精生产企业废气治理改造经验,总结了香精厂废气污染特点,通过对水吸收、活性炭吸附、蓄热式焚烧炉、低温等离子体技术等废气净化技术的对比分析,最终确定采用低温等离子工艺。系统设计处理能力为25000m3/h,处理装置总投资约为260万元,运行费用14.3万/a,臭气浓度的去除率高达92.5%,工程运行效果良好,企业废气扰民投诉明显降低。
 
  引言
 
  香精香料是国民经济中食品、日化、烟草、医药等行业重要的原料。香料是能被嗅出香气或尝出香味的物质。香精是一种由人工调配出来的含有几种、十几种乃至几十种香料的混合物,或由发酵、酶解、热反应等方法制得的含有多种香料的混合物。香精香料工业属于精细化工,与一般化工相比,具有品种多、更新换代快、产量小等特点,大多以间歇方式生产。由于香精香料生产使用原辅材料种类繁多,且嗅阈值低,因此排放的废气具有种类多、成分复杂、异味明显的特点。因此,香精香料生产企业如何有效控制废气污染是亟待解决的问题。
 
  江苏某香精生产企业年产食用香精近3000t,虽然生产车间建有废气通风净化装置,但是现有活性炭吸附装置无脱附再生系统,实际运行过程极易饱和,废气排放异味明显,因废气问题引发的周边投诉和纠纷不断。笔者受业主委托对其废气收集处理系统进行改造,经过一年多的运行实践,有效控制了异味扰民问题,营造了和谐的社会环境。1废气产污环节分析该企业主要从事液体香精、粉末香精和膏体香精的复配,生产过程均为物理搅拌,无化学反应,使用的原辅材料主要有各种香料、食用酒精、丙二醇、色拉油、麦芽糊、玉米淀粉等。香精生产企业生产的品种繁多,因此废气成分复杂多变,但是主要代表性物质均为酯、醛、烯烃和酮,部分香精生产过程可能排放含硫醚、硫醇等刺激性臭味物质。根据现场实地调查,该企业主要废气来源和排放特点见表1。
 
 
  2废气治理现状及存在问题
 
  企业现有2个生产车间,一车间生产甜味液体香精,二车间生产咸味香精(液体、粉末、膏体)和甜味粉末香精。生产的废气主要包括无组织废气和有组织废气。无组织废气主要来自敞口生产设备以及人工转料和包装过程,该部分废气均为间歇性排放,且污染物浓度波动较大,收集处理难度较大;有组织废气来自二车间的粉末香精干燥过程。各车间废气收集处理现状见表2。
        
 
  由于生产过程无化学反应,废气以香精香料自身气味为主,因此所排放废气中有机物含量较低,但异味较大且吸附性强。调查发现,二车间生产区域的异味较一车间更重。现场对车间各区域换风系统和干燥机排气口的臭气浓度、TVOC、排气量进行了检测,结果见表3。
 
  现有废气收集处理存在的问题如下:①反应釜、搅拌桶、称重台以及包装台均未设置废气收集装置,车间内主要生产设备的废气均无组织排放;②车间主要生产区域均设有强制换风系统,但是换风未经处理直接排放,排气口臭气浓度较高,异味明显;③咸味喷粉干燥机出口尾气经一级文丘里除尘后排放,甜味喷粉干燥机出口尾气经“文丘里除尘+布袋除尘+水吸收+活性炭吸附”处理后排放,上述净化工艺可以去除尾气中的颗粒物,但是活性炭吸附装置净化效果取决于活性炭更换频率,现有吸附装置未配备脱附再生系统,实际运行过程中极易饱和,一旦活性炭吸附饱和,设备将无法有效控制VOCs异味污染。
  3废气收集系统改造
 
  一、二车间内划分了多个相互隔离的作业区域,其中搅拌桶、反应釜等生产设备的废气均无组织排放。由于香精产品种类多、产量小,现有间歇式、敞开式生产工艺难以改为连续化、自动化、密闭化生产工艺。为防止新增废气收集装置污染食用香精,废气收集系统的改造仍利用现有换风系统,同时新增一套变频风机收集各区域排风机出口废气。各股废气设计流量见表4。
 
  4废气净化工艺比选
 
  该企业排放的废气净化处理属异味治理范畴,常见的净化工艺包括水吸收、活性炭吸附、蓄热式焚烧、低温等离子体净化等。水吸收的净化处理效率主要取决于污染物的溶解度、蒸汽压等物理属性,其净化效率不高,常用作预处理措施。活性炭吸附主要用于回收有机物,本项目中有机物排放总量较低但异味较大,采用活性炭吸附实际处理效果较差,且产生大量的危险固废。蓄热式焚烧和低温等离子技术具有净化效率高、无二次污染等优点,在精细化工行业正得到越来越大范围的应用,2种工艺的对比分析见表5。
 
  蓄热式焚烧净化工艺是有机废气和异味处理的最终手段,但是该企业日常生产周期仅8h,且有机物实测浓度较低,如果采用蓄热式焚烧工艺,则运行成本过高,因此不宜直接采用RTO炉高温焚烧处理。现场试验表明,介质阻挡放电低温等离子体对有机物浓度较低的废气具有良好的净化处理效率,且运行成本低,操作维护简单,可与生产装置同开同停,因此最终选定采用水吸收+低温等离子体+水吸收净化工艺,处理流程见图1。
 
  5运行效果
 
  该工程于2016年7月底竣工,经过半年多的运行,系统运行稳定,装置投运后废气扰民投诉显著减少。9月18~19日,企业对废气处理装置运行情况进行了现场检测,装置出口排气量均值为20537m3/h,臭气浓度由1738降为130,净化效果高达92.5%。废气处理检测结果见表6。
 
  设备运行主要消耗为电费,循环水泵功率为6kW,风机功率为37kW,等离子净化设备功率为40kW,废气处理装置年运行时间为2400h,每度电0.8元,电极工作负荷为90%,电费共计:(6+37+40)×2400×0.8×0.9=14.3万元/a。
 
  6结论
 
  对于成分复杂、有机物浓度低、风量大的香精香料生产废气采用“水吸收+介质阻挡放电低温等离子体”净化工艺是技术可行、经理相对合理的选择。现场运行数据表明:净化装置出口臭气浓度、非甲烷总烃符合DB32/3151—2016《化学工业挥发性有机物排放标准》的要求,有效控制了香精生产废气对周边区域的不良影响,取得了较好的环境效应,对改善区域大气环境质量具有十分重要的意义。
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